Go 语言反射
反射的定义
反射是用程序检查其所拥有的结构,尤其是类型的一种能力。这是元编程
的一种形式。反射可以在运行时检查类型
和变量
,例如它的大小
、方法
和动态
的调用这些方法。这对于没有源代码的包尤其有用。反射虽然很强大,但是对性能有一定的损耗,除非真得有必要,否则应当避免使用或小心使用。
变量的最基本信息就是类型
和值
。反射包可以通过两个简单的函数取获取它们:reflect.TypeOf
和 reflect.ValueOf
,返回被检查对象的类型
和值
。例如,x
被定义为:var x float64 = 3.4
,那么 reflect.TypeOf(x)
返回 float64
,reflect.ValueOf(x)
返回 <float64 Value>
实际上,反射是通过检查一个接口的值,变量首先被转换成空接口。这从下面两个函数签名能够很明显的看出来:
func TypeOf(i interface{}) Type
func ValueOf(i interface{}) Value
接口的值包含一个 type
和 value
。反射可以从接口值反射到对象,也可以从对象反射回接口值。
reflect.Type
和 reflect.Value
都有许多方法用于检查和操作它们。一个重要的例子是 Value
有一个 Type
方法返回 reflect.Value
的 Type
。另一个是 Type
和 Value
都有 Kind
方法返回一个常量来表示类型:Uint
、Float64
、Slice
等等。同样 Value
有叫做 Int
和 Float
的方法可以获取存储在内部的值(跟 int64
和 float64
一样)
const (
Invalid Kind = iota
Bool
Int
Int8
Int16
Int32
Int64
Uint
Uint8
Uint16
Uint32
Uint64
Uintptr
Float32
Float64
Complex64
Complex128
Array
Chan
Func
Interface
Map
Ptr
Slice
String
Struct
UnsafePointer
)
对于 float64
类型的变量 x
,如果 v:=reflect.ValueOf(x)
,那么 v.Kind()
返回 reflect.Float64
,所以下面的表达式是 true v.Kind() == reflect.Float64
Kind
总是返回底层类型:
type MyInt int
var m MyInt = 5
v := reflect.ValueOf(m)
上面的例子中,方法 v.Kind()
返回 reflect.Int
。
变量 v
的 Interface()
方法可以得到还原(接口)值,所以可以这样打印 v
的值:
fmt.Println(v.Interface())
尝试运行下面的代码:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var x float64 = 3.4
fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(x))
v := reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("value:", v)
fmt.Println("type:", v.Type())
fmt.Println("kind:", v.Kind())
fmt.Println("value:", v.Float())
fmt.Println(v.Interface())
fmt.Printf("value is %5.2e\n", v.Interface())
y := v.Interface().(float64)
fmt.Println(y)
}
输出结果:
type: float64
value: 3.4
type: float64
kind: float64
value: 3.4
3.4
value is 3.40e+00
3.4
x
是一个 float64
类型的值,reflect.ValueOf(x).Float()
返回这个 float64
类型的实际值,同样的适用于 Int()
, Bool()
, Complex()
, String()
。
通过反射修改(设置)值
继续看上面的例子,假设我们要把 x
的值改为 3.1415
。Value
有一些方法可以完成这个任务,但是必须小心使用:
v.SetFloat(3.1415)。
这将产生一个错误:
reflect.Value.SetFloat using unaddressable value。
为什么会这样呢?问题的原因是 v
是不可变的(这里并不是说值不可寻址)。是否可设置是 Value
的一个属性,并且不是所有的反射值
都有这个属性,可以使用 CanSet()
方法测试是否可设置。
在下面的例子(reflect2.go
)中, v.CanSet()
会返回 false
: settability of v: false
当 v := reflect.ValueOf(x)
函数通过传递一个 x
拷贝创建了 v
,那么 v
的改变并不能更改原始的 x
。要想 v
的更改能作用到 x
,那就必须传递 x
的地址 v = reflect.ValueOf(&x)
。
通过 Type()
我们看到 v
现在的类型是 *float64
并且仍然是不可设置的。
要想让其可设置我们需要使用 Elem()
函数,这间接的使用指针:v = v.Elem()
现在 v.CanSet()
返回 true
并且 v.SetFloat(3.1415)
设置成功了!
示例 reflect2.go:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var x float64 = 3.4
v := reflect.ValueOf(x)
// setting a value:
// v.SetFloat(3.1415) // Error: will panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v = reflect.ValueOf(&x) // Note: take the address of x.
fmt.Println("type of v:", v.Type())
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v = v.Elem()
fmt.Println("The Elem of v is: ", v)
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v.SetFloat(3.1415) // this works!
fmt.Println(v.Interface())
fmt.Println(v)
}
输出:
settability of v: false
type of v: *float64
settability of v: false
The Elem of v is: <float64 Value>
settability of v: true
3.1415
<float64 Value>
通过上面的例子可以发现,反射中有些内容是需要用地址去改变它的状态的。
反射结构
有些时候需要反射一个结构类型。NumField()
方法返回结构内的字段数量,可以通过 for
循环用索引取得每个字段的值 Field(i)
。
我们同样能够调用签名在结构上的方法,例如,使用索引 n
来调用:Method(n).Call(nil)
。
示例 reflect_struct.go:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type NotknownType struct {
s1, s2, s3 string
}
func (n NotknownType) String() string {
return n.s1 + " - " + n.s2 + " - " + n.s3
}
// variable to investigate:
var secret interface{} = NotknownType{"Ada", "Go", "Oberon"}
func main() {
value := reflect.ValueOf(secret) // <main.NotknownType Value>
typ := reflect.TypeOf(secret) // main.NotknownType
// alternative:
//typ := value.Type() // main.NotknownType
fmt.Println(typ)
knd := value.Kind() // struct
fmt.Println(knd)
// iterate through the fields of the struct:
for i := 0; i < value.NumField(); i++ {
fmt.Printf("Field %d: %v\n", i, value.Field(i))
// error: panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field
//value.Field(i).SetString("C#")
}
// call the first method, which is String():
results := value.Method(0).Call(nil)
fmt.Println(results) // [Ada - Go - Oberon]
}
输出:
main.NotknownType
struct
Field 0: Ada
Field 1: Go
Field 2: Oberon
[Ada - Go - Oberon]
但是如果尝试更改一个值,会得到一个错误:
panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field
这是因为结构中只有被导出字段(首字母大写)
才是可设置的,继续来看下面的例子:
示例 reflect_struct2.go:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type T struct {
A int
B string
}
func main() {
t := T{23, "skidoo"}
s := reflect.ValueOf(&t).Elem()
typeOfT := s.Type()
for i := 0; i < s.NumField(); i++ {
f := s.Field(i)
fmt.Printf("%d: %s %s = %v\n", i,
typeOfT.Field(i).Name, f.Type(), f.Interface())
}
s.Field(0).SetInt(77)
s.Field(1).SetString("Sunset Strip")
fmt.Println("t is now", t)
}
输出:
0: A int = 23
1: B string = skidoo
t is now {77 Sunset Strip}